A invenção das máquinas de refrigeração significou um avanço importante em todos os aspectos relacionados com a conservação e transferência de alimentos frescos que necessitam ser mantidos frios para que durem mais tempo no seu estado natural, e na obtenção de uma climatização adequada em residências e locais públicos. As máquinas de refrigeração são classificadas como freezers e refrigeradores. Os de uso industrial estão localizados em empresas, navios ou caminhões que trabalham com alimentos congelados ou refrigerados; No âmbito doméstico são utilizadas máquinas conhecidas como geladeiras e freezers, além de aparelhos de ar condicionado que estão presentes em muitas residências, variando em desempenho e capacidade.

Em 1784, William Cullen construiu a primeira máquina de refrigeração, mas foi somente em 1927 que os primeiros refrigeradores domésticos foram fabricados (pela General Electric). Quatro anos depois, Thomas Midgley descobriu o freon, que devido às suas propriedades tem sido amplamente utilizado como fluido de trabalho em máquinas de resfriamento, como equipamentos de ar condicionado e refrigeradores, tanto em escala industrial quanto doméstica. No entanto, foi demonstrado que o Freon e compostos químicos semelhantes a ele, também conhecidos como clorofluorcarbonos (CFCs), são os principais causadores da destruição da camada de ozônio, produzindo o buraco detectado na Antártica, razão pela qual em 1987 foi assinado o Protocolo de Montreal para restringir o uso desses compostos. Atualmente (2008) todas as máquinas de refrigeração utilizam gases refrigerantes que não prejudicam a camada de ozônio.[2]​.

Uma máquina de refrigeração é um tipo de máquina geradora térmica que transforma algum tipo de energia, geralmente mecânica, em energia térmica para obter e manter uma temperatura inferior à temperatura externa de uma área. A energia mecânica necessária pode ser obtida previamente a partir de outro tipo de energia, como a energia elétrica através de um motor elétrico. Essa transferência é realizada por meio de um fluido refrigerante ou refrigerante, que em diferentes partes da máquina sofre transformações de pressão, temperatura e fase (líquida ou gasosa); e que é colocado em contato térmico com os invólucros para absorver o calor de algumas áreas e transferi-lo para outras.

Uma máquina de refrigeração deve conter pelo menos os seguintes quatro elementos:

Tanto no evaporador quanto no condensador, a transferência de energia é realizada principalmente na forma de calor latente.

Do ponto de vista económico, o melhor ciclo de refrigeração é aquele que extrai a maior quantidade de calor (Q2) da fonte fria (T2) com o menor trabalho (W). Portanto, a eficiência de uma máquina de refrigeração é definida como a relação Q2/W:.

A máquina de refrigeração pode ser usada como aquecedor (ver Ciclo de Carnot). Para tal, basta fazer com que o foco quente seja a sala, T1, e o foco frio o exterior. É o princípio de funcionamento da bomba de calor, cuja utilização é mais vantajosa do que o aquecimento por resistência elétrica. Essa dupla função de produzir frio e calor é utilizada em modernos equipamentos de ar condicionado instalados nas residências.

O engenheiro francês Nicolas Léonard Sadi Carnot foi o primeiro a abordar o problema do desempenho de uma máquina térmica.

Em Espanha, todas as empresas que se dedicam a atividades relacionadas com máquinas de refrigeração e ar condicionado enquadram-se no conceito de refrigeração industrial e os profissionais que se dedicam a estas tarefas são denominados especialistas em refrigeração. [3]​.

Um eletroímã é uma espécie de ímã "Ímã (física)") em que o campo magnético é produzido pelo fluxo de uma corrente elétrica, desaparecendo assim que a referida corrente cessa. Foi inventado pelo eletricista britânico William Sturgeon em 1825. Sturgeon poderia regular seu eletroímã, o que marcou o início do uso de energia elétrica em máquinas úteis e controláveis, estabelecendo as bases para comunicações eletrônicas em grande escala.

O tipo mais simples de eletroímã é um pedaço de fio enrolado. Uma bobina em forma de tubo reto (semelhante a um parafuso) é chamada de solenóide, e quando também é curvada de modo que as extremidades coincidam, é chamada de toróide. Campos magnéticos muito mais fortes podem ser produzidos se um “núcleo” de material paramagnético ou ferromagnético (geralmente ferro macio) for colocado dentro da bobina. O núcleo concentra o campo magnético, que pode então ser muito mais forte que o da própria bobina.

A principal vantagem de um eletroímã sobre um ímã permanente é que o campo magnético pode ser rapidamente manipulado em uma ampla faixa, controlando a quantidade de corrente elétrica. No entanto, uma fonte contínua de energia elétrica é necessária para manter o campo. Em aplicações onde não é necessário um campo magnético variável, os ímãs permanentes são frequentemente superiores. Além disso, estes podem ser fabricados para produzir campos magnéticos mais fortes do que eletroímãs de tamanho semelhante.

Os eletroímãs são usados ​​em muitas situações onde é necessário um campo magnético que varia rápida ou facilmente. Muitas dessas aplicações envolvem a deflexão de feixes de partículas carregadas"), como nos casos do tubo de raios catódicos e do espectrômetro de massa.

Os eletroímãs são os componentes essenciais de muitos interruptores, sendo utilizados em freios e embreagens eletromagnéticas de automóveis. Em alguns bondes, os freios eletromagnéticos são fixados diretamente nos trilhos. Eletroímãs muito poderosos são usados ​​em guindastes para levantar blocos pesados ​​de ferro e aço, bem como contêineres, e para separar metais magneticamente em ferros-velhos e centros de reciclagem. Os trens de levitação magnética usam eletroímãs poderosos para flutuar sem tocar nos trilhos e, assim, serem capazes de viajar em altas velocidades. Alguns trens utilizam forças atrativas, enquanto outros utilizam forças repulsivas.

Eletroímãs são usados ​​em motores elétricos rotativos para produzir um campo magnético giratório") e em motores lineares para produzir um campo magnético móvel que aciona a armadura&action=edit&redlink=1 "Armadura (eletricidade) (ainda não escrita)"). Embora a prata seja o melhor condutor de eletricidade, o cobre é o material mais usado devido ao seu baixo custo. O alumínio às vezes é usado para reduzir peso.

Calcular a força sobre materiais ferromagnéticos é, em geral, bastante complexo. Isto se deve às linhas de campo de contorno e às geometrias complexas. Pode ser simulado usando análise de elementos finitos. Contudo, é possível estimar a força máxima sob condições específicas. Se o campo magnético estiver confinado num material altamente permeável, como é o caso de certas ligas de aço, a força máxima é dada por:.

onde:.

A área da química que estuda a conversão entre energia elétrica e energia química é a eletroquímica. Os processos eletroquímicos são reações redox onde a energia liberada por uma reação espontânea é transformada em eletricidade, ou a eletricidade é usada para induzir uma reação química não espontânea. Este último processo é conhecido como eletrólise.

A palavra eletrólise vem de dois radicais: electro que se refere à eletricidade, e lysis, que significa ruptura. A eletrólise consiste na decomposição por meio de uma corrente elétrica de substâncias ionizadas chamadas eletrólitos. Por exemplo, na eletrólise da água, são liberados oxigênio (O) e hidrogênio (H).

As reações químicas ocorrem na interface de um condutor elétrico (chamado eletrodo, que pode ser um metal ou semicondutor) e um condutor iônico (o eletrólito), que pode ser uma solução e, em alguns casos especiais, um sólido. Se uma reação química for conduzida por uma tensão aplicada externamente, ela será chamada de eletrólise. Porém, se a tensão ou queda de potencial elétrico for criada como consequência da reação química, ela é conhecida como "acumulador de energia elétrica", também chamada de bateria ou célula galvânica.

No final do século (Ilustração), o anatomista e médico italiano Luigi Galvani marcou o nascimento da eletroquímica de forma científica ao descobrir que quando a eletricidade passava pelas pernas de um sapo morto elas se contraíam, e ao tocar ambas as extremidades dos nervos usando o mesmo bisturi mas descarregado nada acontecia. Posteriormente, a fabricação da primeira bateria dos tempos modernos foi realizada por Alessandro Volta. Em meados do século, a modelagem e o estudo da eletroquímica foram esclarecidos por Michael Faraday (leis da eletrólise) e John Daniell (célula dependente apenas de íons metálicos zinco-cobre). A partir do século 19, a eletroquímica permitiu a descoberta da carga do elétron por Millikan e o estabelecimento da moderna teoria dos ácidos e bases de Brønsted. Essas contribuições permitiram que a eletroquímica fosse relacionada hoje (2008) a tópicos tão diversos que vão desde a eletroquímica quântica de Revaz Dogonadze ou Rudolph A. Marcus, até células fotovoltaicas e quimioluminescência.[5]​.

Uma válvula solenóide é um dispositivo projetado para controlar o fluxo de um fluido através de um conduíte, como um tubo. É muito utilizado em circuitos hidráulicos e pneumáticos de máquinas e instalações industriais.

Uma válvula solenóide possui duas partes fundamentais: o solenóide e a válvula. O solenóide converte energia elétrica em energia mecânica para acionar a válvula.

Existem vários tipos de válvulas solenóides. Em algumas válvulas solenóides o solenóide atua diretamente na válvula, fornecendo toda a energia necessária para o seu movimento. É comum que a válvula se mantenha fechada pela ação de uma mola e que o solenóide a abra vencendo a força da mola.

Também é possível construir válvulas solenóides biestáveis ​​que utilizam um solenóide para abrir a válvula e outro para fechar ou um único solenóide que abre com um impulso e fecha com o seguinte.

As válvulas solenóides podem ser fechadas em repouso ou normalmente fechadas o que significa que quando a fonte de alimentação falha elas permanecem fechadas ou podem ser abertas em repouso ou normalmente abertas que permanecem abertas quando não há fonte de alimentação.

Existem válvulas solenóides que, em vez de abrir e fechar, o que fazem é bifurcar ou dividir a entrada entre duas saídas. Estes tipos de válvulas solenóides são frequentemente utilizados em sistemas de aquecimento por zonas, permitindo que várias zonas sejam aquecidas de forma independente, utilizando uma única bomba de circulação.

Em outro tipo de válvula solenóide, o solenóide não controla a válvula diretamente, mas sim o solenóide controla uma válvula piloto secundária e a energia para operar a válvula principal é fornecida pela pressão do próprio fluido.[6]​.

Iluminação ou iluminação pública é a ação ou efeito de iluminar vias públicas, monumentos, rodovias, aeroportos, recintos esportivos, etc., utilizando energia elétrica, bem como a iluminação de residências e principalmente locais de trabalho quando as condições de luz natural não proporcionam visibilidade adequada.

Em tecnologia, refere-se ao conjunto de lâmpadas, lâmpadas incandescentes, focos “Focus (iluminação)”, tubos fluorescentes, entre outros, que são instalados para produzir a iluminação necessária, tanto a nível prático como decorativo. O objectivo da iluminação é, antes de mais, atingir um nível de iluminação, ou iluminância, adequado à utilização pretendida do espaço iluminado, cujo nível dependerá da tarefa que os utilizadores terão de realizar.

A iluminação nos locais de trabalho deve evitar a ocorrência de fadiga visual"), que é causada se os locais de trabalho e as vias de tráfego não tiverem iluminação suficiente, seja natural ou artificial, adequada e suficiente à noite e quando a luz natural não for suficiente.[7]​.

Os locais, locais de trabalho e vias de circulação onde os trabalhadores estejam particularmente expostos a riscos em caso de falha da iluminação artificial devem dispor de iluminação de segurança com intensidade e duração suficientes. A má iluminação causa cansaço visual nos olhos, prejudica o sistema nervoso, degrada a qualidade do trabalho e é responsável por boa parte dos acidentes de trabalho.

Fotometria "Fotometria (óptica)") é a ciência responsável por medir a luz como o brilho percebido pelo olho humano. Ou seja, estuda a capacidade da radiação eletromagnética em estimular o sistema visual. Nesta área, iluminância é a quantidade de fluxo luminoso emitido por uma fonte de luz que atinge, passa ou emerge de uma superfície por unidade de área. Sua unidade de medida no Sistema Internacional de Unidades é Lux: 1 Lux = 1 Lumen/m².

Em geral, a iluminância é definida de acordo com a seguinte expressão:

onde:.

A tabela a seguir mostra as principais grandezas fotométricas, sua unidade de medida e a grandeza radiométrica associada:

A candela é uma unidade básica do SI. As unidades fotométricas restantes podem ser derivadas de unidades básicas.

O físico britânico James Prescott Joule descobriu na década de 1860 que se uma corrente elétrica circular em um condutor, parte da energia cinética dos elétrons é transformada em calor devido à colisão que sofrem com as moléculas do condutor por onde circulam, elevando sua temperatura. Este efeito é conhecido como efeito Joule em homenagem ao seu descobridor. Este efeito foi definido da seguinte forma: “A quantidade de energia térmica produzida por uma corrente elétrica depende diretamente do quadrado da intensidade da corrente, do tempo que ela circula pelo condutor e da resistência que ela opõe à passagem da corrente”. Matematicamente é expresso como.

onde.

Assim, a potência dissipada pelo efeito Joule será:

onde V é a diferença de potencial entre as extremidades do condutor.

Microscopicamente, o efeito Joule é calculado através da integral de volume do campo elétrico vezes a densidade de corrente:.

A resistência é o componente que transforma energia elétrica em energia térmica. Este efeito é a base para o funcionamento de diversos eletrodomésticos que aproveitam o calor no seu desempenho - braseiros, torradeiras, secadores de cabelo, aquecedores, etc. - e alguns dispositivos de utilização industrial - ferros de soldar, fornos industriais, etc. No entanto, na maioria das aplicações de eletricidade é um efeito indesejado e a razão pela qual os dispositivos elétricos e eletrónicos necessitam de um ventilador para dissipar o calor gerado e evitar o aquecimento excessivo dos diferentes dispositivos.[8]​.

Uma das inovações mais importantes e transcendentais na produção de todos os tipos de objetos na segunda metade do século foi a incorporação de robôs, autômatos programáveis ​​e máquinas guiadas por Controle Numérico Computadorizado (CNC) em cadeias de produção e máquinas, principalmente em tarefas relacionadas à manipulação, transferência de objetos, processos de usinagem e soldagem. Estas inovações tecnológicas têm sido viáveis, entre outras coisas, devido ao projeto e construção de novas gerações de motores elétricos de corrente contínua controlados por sinais eletrônicos de entrada e saída e à rotação que podem ter nos dois sentidos, bem como à variação de sua velocidade, de acordo com as instruções contidas no programa de computador que os controla. Três tipos de motores elétricos são usados nessas máquinas: motores de passo, servomotores ou motores codificadores) e motores lineares.[9]​

A robótica é um ramo da tecnologia que estuda o projeto e construção de máquinas capazes de realizar tarefas repetitivas, tarefas que exigem alta precisão, tarefas perigosas para o ser humano ou tarefas que não podem ser executadas sem a intervenção de uma máquina. As ciências e tecnologias em que se baseia são, entre outras, álgebra, autômatos programáveis, máquinas de estado, mecânica, eletrônica e computação.

Um robô é definido como uma entidade feita pelo homem e uma conexão de feedback inteligente entre sentido e ação direta sob o controle de um computador previamente programado com as tarefas que deve realizar. As ações desses tipos de robôs são geralmente realizadas por motores ou atuadores que movem membros ou impulsionam o robô. Por volta de 1942, Isaac Asimov dá uma versão humanizada através de sua conhecida série de contos, nos quais introduz pela primeira vez o termo robótica no sentido de uma disciplina científica responsável pela construção e programação de robôs. Além disso, este autor sugere que as ações realizadas por um robô devem ser direcionadas por uma série de regras morais, chamadas de Três Leis da Robótica.[10]​.

Os robôs são usados ​​hoje (2008) para realizar tarefas sujas, perigosas, difíceis, repetitivas ou enfadonhas para os humanos. Isso geralmente assume a forma de um robô industrial usado em linhas de produção. Outras aplicações incluem limpeza de resíduos tóxicos, exploração espacial, mineração, busca e resgate humano e localização de minas terrestres. A manufatura continua a ser o principal mercado onde os robôs são utilizados. Em particular, os robôs articulados (semelhantes em capacidade de movimento a um braço humano) são os mais utilizados. As aplicações incluem soldagem, pintura e carregamento de máquinas. A indústria automotiva tirou grande proveito desta nova tecnologia onde os robôs foram programados para substituir o trabalho dos humanos em muitas tarefas repetitivas. Recentemente, foi feito um avanço em robôs dedicados à medicina que utilizam robôs de última geração em procedimentos cirúrgicos minimamente invasivos. A automação laboratorial também é uma área em crescimento. Os robôs continuam a ficar mais baratos e menores em tamanho, graças à miniaturização dos componentes eletrônicos utilizados para controlá-los. Além disso, muitos robôs são projetados em simuladores muito antes de serem construídos e interagirem com ambientes físicos reais.

Chama-se sinalização de segurança ao conjunto de sinalização que, referindo-se a um determinado objeto, atividade ou situação, fornece uma indicação ou uma obrigação relativa à segurança ou saúde no trabalho por meio de uma sinalização em forma de painel, uma cor, um sinal luminoso ou acústico, uma comunicação verbal ou um sinal gestual, conforme o caso.[11]​.

Existem dois tipos de sinais luminosos: os que agem de forma intermitente e os que agem continuamente. Os sinais luminosos possuem o seguinte código de cores:.

Quando for utilizado sinal luminoso intermitente, a duração e frequência dos flashes devem permitir a correta identificação da mensagem, evitando que esta seja percebida como contínua ou confundida com outros sinais luminosos.

Um semáforo é um dispositivo elétrico que regula o tráfego de veículos e pedestres em cruzamentos de vias urbanas que suportam muito tráfego. Os semáforos também são usados ​​nos trilhos dos trens para regular o tráfego do comboio nos trilhos. O tipo mais comum possui três luzes coloridas:

Foi em 1914 que foi instalado o primeiro semáforo elétrico em Cleveland (Estados Unidos). Possuía luzes vermelhas e verdes, colocadas em suportes em forma de braço, e também incorporava campainha.

Os semáforos evoluíram ao longo do tempo e atualmente (2008) as lâmpadas LED estão a ser utilizadas para sinalização luminosa, uma vez que as lâmpadas LED utilizam apenas 10% da energia consumida pelas lâmpadas incandescentes, têm uma vida útil estimada 50 vezes superior, e por isso geram poupanças significativas de energia e manutenção, satisfazendo o objetivo de alcançar maior fiabilidade e segurança pública.

A óptica do LED é composta por placa de circuito impresso, policarbonato protetor, tampa de rosca E-27, todos estes elementos integrados sobre um suporte cônico.

O uso doméstico de eletricidade refere-se ao seu uso nas residências. Os principais usos são iluminação, eletrodomésticos, aquecimento e ar condicionado. Estão a ser realizadas investigações para produzir aparelhos eléctricos com a maior eficiência energética possível, assim como é necessário melhorar o condicionamento das habitações em termos de isolamento do exterior para reduzir o consumo de electricidade na utilização de aquecimento ou ar condicionado, que são os aparelhos com maior consumo eléctrico.

São chamados de eletrodomésticos todas as máquinas ou aparelhos elétricos que realizam tarefas domésticas rotineiras, como cozinhar, conservar alimentos ou limpar, tanto para uma residência quanto para instituições, empresas ou indústrias. Os eletrodomésticos são comercialmente classificados em três grupos:

Nos países da União Europeia, os fabricantes de eletrodomésticos são obrigados a rotular os seus produtos com a chamada etiqueta energética"), de forma a contribuir para a poupança de energia e a preservação do ambiente.

A etiqueta energética é uma ferramenta informativa que indica a quantidade de energia consumida por um eletrodoméstico e a eficiência com que utiliza essa energia, além de outros dados complementares sobre o eletrodoméstico. Existem sete tipos de etiquetas energéticas que são classificadas, dependendo do consumo elétrico, em diferentes cores e com letras do alfabeto de A (mais eficiente) a G (menos eficiente). Desta forma, os utilizadores podem avaliar e comparar o desempenho energético de diferentes modelos do mesmo tipo de eletrodoméstico no momento da compra. As comparações só podem ser feitas entre aparelhos do mesmo tipo. Por exemplo, o consumo eléctrico de uma máquina de lavar roupa de classe A não é comparável ao de uma máquina de lavar loiça da mesma classe, mas é comparável ao de outra máquina de lavar roupa de classe C.

A etiqueta deve estar sempre visível no dispositivo exposto. Nos casos de vendas por catálogo, pela Internet ou por qualquer outro meio em que o consumidor não possa ver pessoalmente os aparelhos, deverá também constar o desempenho energético descrito na etiqueta.

Os eletrodomésticos que, de acordo com a regulamentação da União Europeia, devem ostentar etiqueta energética são os seguintes: frigoríficos, congeladores e aparelhos combinados, máquinas de lavar, secar e lavar-secar, máquinas de lavar loiça, fontes de luz, aparelhos de ar condicionado, fornos elétricos, esquentadores e outros aparelhos que armazenam água quente.[12]​.

Os principais consumidores de energia elétrica são as indústrias, destacando-se aquelas que possuem grandes fornos elétricos instalados em seus processos produtivos, como siderúrgicas, cimenteiras, cerâmicas e químicas. Os processos de eletrólise (produção de cloro e alumínio) e as usinas de dessalinização de água do mar também são grandes consumidores.

Em alguns países, por exemplo Espanha, existem contratos especiais de fornecimento com estes grandes consumidores de eletricidade, aos quais é concedida uma tarifa muito baixa em troca da possibilidade de cortar o seu fornecimento de eletricidade (o que os obriga a uma paragem técnica), quando as previsões meteorológicas prevêem ondas de calor ou ondas de frio intenso, para evitar a saturação do fornecimento devido ao elevado consumo doméstico de ar condicionado ou aquecimento. Esses grandes consumidores também operam seus fornos mais potentes à noite, quando a tarifa de energia elétrica é mais baixa. No caso espanhol, a utilização destas tarifas especiais poderia ser proibida pela Comissão Europeia, considerando-as incentivos injustos à custa de outros utilizadores de electricidade.[13]​.

As indústrias também consomem eletricidade para fornecer iluminação elétrica quando a iluminação natural não é possível, a fim de evitar a "fadiga ocular" dos trabalhadores, que ocorre se os locais de trabalho e vias de tráfego não têm iluminação suficiente, adequada e suficiente à noite.[14]​.

Outro campo geral de consumo elétrico nas empresas é aquele dedicado ao acionamento de máquinas de ar condicionado e aquecimento. O consumo de electricidade neste capítulo pode ser muito elevado se as instalações não forem construídas de acordo com princípios ecológicos de poupança de energia.

Da mesma forma, a eletricidade utilizada em diversos tipos de soldagem elétrica, processos de eletrólise, fornos elétricos industriais utilizados nas mais diversas tarefas, entre outras, é de uso industrial.

Um campo sensível do uso de energia elétrica em empresas ou instituições é o fornecimento de energia permanente e de tensão constante que as instalações informáticas devem ter, pois uma queda imprevista de energia pode prejudicar o trabalho que está sendo realizado no momento da interrupção. Para evitar esses danos, existem dispositivos de emergência que amenizam momentaneamente a ausência de fornecimento de energia elétrica na rede.

A eletricidade desempenha um papel determinante no funcionamento de todos os tipos de veículos que funcionam com motores de combustão interna. Para produzir a eletricidade que estes veículos necessitam para o seu funcionamento, incorporam um pequeno alternador que é acionado por uma polia de transmissão proveniente do virabrequim do motor. Possuem também uma bateria que serve como reserva de energia elétrica para que seja possível dar partida no motor quando ele estiver parado, acionando o motor de partida. Os componentes elétricos mais importantes de um veículo de transporte são os seguintes: alternador, bateria, equipamentos de iluminação, equipamentos de ignição, motor de partida, equipamentos de sinalização e emergência, instrumentos de controle, entre outros.

A substituição dos motores de combustão interna por motores elétricos é uma questão ainda não resolvida, principalmente devido à baixa capacidade das baterias e ao lento processo de carregamento, bem como à sua limitada autonomia. Avanços estão sendo feitos no lançamento de carros híbridos com duplo sistema operacional: um motor de combustão térmica que carrega acumuladores e motores elétricos que acionam a tração nas rodas.

Um campo onde a aplicação de máquinas elétricas tem sido completamente bem-sucedida é a operação de ferrovias.

O processo de eletrificação foi desenvolvido em duas fases. A primeira foi a substituição das locomotivas que utilizavam carvão pelas chamadas locomotivas a diesel que utilizavam diesel. As locomotivas diesel-elétricas consistem basicamente em dois componentes, um motor diesel que aciona um gerador elétrico e vários motores elétricos (conhecidos como motores de tração) que comunicam às rodas a força de tração que move a locomotiva. Os motores de tração são alimentados por corrente elétrica e depois, por meio de engrenagens, acionam as rodas.

A introdução das locomotivas elétricas diretas constituiu um importante avanço tecnológico. Locomotivas elétricas são aquelas que utilizam energia elétrica de fonte externa como fonte de energia, para aplicá-la diretamente em motores elétricos de tração. Essas locomotivas exigem a instalação de cabos de energia ao longo de todo o percurso, que ficam localizados em altura acima dos trens para evitar acidentes. Esta instalação é conhecida como catenária "Catenária (ferroviária)"). As locomotivas recebem eletricidade por meio de um carrinho, que na maioria das vezes tem o formato de um pantógrafo e é conhecido como tal. Na década de 1980, foram integrados motores assíncronos como propulsores de veículos elétricos ferroviários e surgiram sistemas de regulação eletrónica de potência, dando suporte definitivo à escolha deste tipo de tração pelas empresas ferroviárias. O marco dos trens elétricos são os chamados trens de alta velocidade, cujo desenvolvimento tem sido o seguinte:

Apesar do desenvolvimento de locomotivas elétricas diretas, as locomotivas a diesel continuam a ser utilizadas em grandes áreas do planeta.

Em 8 de novembro de 1895, o físico alemão Wilhelm Conrad Röntgen descobriu que quando elétrons que se movem em alta velocidade colidem com a matéria, eles dão origem a uma forma de radiação altamente penetrante. Essa radiação foi chamada de radiação X e sua descoberta é considerada uma das mais extraordinárias na ciência da sinalização e emergência, instrumentos de controle, entre outras.

As salas de cirurgia e as unidades de reabilitação e cuidados intensivos (UCI) ou (UCI) foram equipadas com equipamentos eletrónicos e informáticos de alta tecnologia. A radioterapia usa radiação ionizante para tratar o câncer.

Recentemente, foi feito um avanço em robôs dedicados à medicina que utilizam robôs de última geração em procedimentos cirúrgicos minimamente invasivos. A automação laboratorial também é uma área em crescimento. Os robôs continuam a ficar mais baratos e menores em tamanho, graças à miniaturização dos componentes eletrônicos utilizados para controlá-los. Além disso, muitos robôs são projetados em simuladores muito antes de serem construídos e interagirem com ambientes físicos reais.

Finalmente, a eletricidade permitiu melhorar os instrumentos e técnicas de análises clínicas, por exemplo através de microscópios eletrónicos de alta resolução.

A invenção das máquinas de refrigeração significou um avanço importante em todos os aspectos relacionados com a conservação e transferência de alimentos frescos que necessitam ser mantidos frios para que durem mais tempo no seu estado natural, e na obtenção de uma climatização adequada em residências e locais públicos. As máquinas de refrigeração são classificadas como freezers e refrigeradores. Os de uso industrial estão localizados em empresas, navios ou caminhões que trabalham com alimentos congelados ou refrigerados; No âmbito doméstico são utilizadas máquinas conhecidas como geladeiras e freezers, além de aparelhos de ar condicionado que estão presentes em muitas residências, variando em desempenho e capacidade.

Em 1784, William Cullen construiu a primeira máquina de refrigeração, mas foi somente em 1927 que os primeiros refrigeradores domésticos foram fabricados (pela General Electric). Quatro anos depois, Thomas Midgley descobriu o freon, que devido às suas propriedades tem sido amplamente utilizado como fluido de trabalho em máquinas de resfriamento, como equipamentos de ar condicionado e refrigeradores, tanto em escala industrial quanto doméstica. No entanto, foi demonstrado que o Freon e compostos químicos semelhantes a ele, também conhecidos como clorofluorcarbonos (CFCs), são os principais causadores da destruição da camada de ozônio, produzindo o buraco detectado na Antártica, razão pela qual em 1987 foi assinado o Protocolo de Montreal para restringir o uso desses compostos. Atualmente (2008) todas as máquinas de refrigeração utilizam gases refrigerantes que não prejudicam a camada de ozônio.[2]​.

Uma máquina de refrigeração é um tipo de máquina geradora térmica que transforma algum tipo de energia, geralmente mecânica, em energia térmica para obter e manter uma temperatura inferior à temperatura externa de uma área. A energia mecânica necessária pode ser obtida previamente a partir de outro tipo de energia, como a energia elétrica através de um motor elétrico. Essa transferência é realizada por meio de um fluido refrigerante ou refrigerante, que em diferentes partes da máquina sofre transformações de pressão, temperatura e fase (líquida ou gasosa); e que é colocado em contato térmico com os invólucros para absorver o calor de algumas áreas e transferi-lo para outras.

Uma máquina de refrigeração deve conter pelo menos os seguintes quatro elementos:

Tanto no evaporador quanto no condensador, a transferência de energia é realizada principalmente na forma de calor latente.

Do ponto de vista económico, o melhor ciclo de refrigeração é aquele que extrai a maior quantidade de calor (Q2) da fonte fria (T2) com o menor trabalho (W). Portanto, a eficiência de uma máquina de refrigeração é definida como a relação Q2/W:.

A máquina de refrigeração pode ser usada como aquecedor (ver Ciclo de Carnot). Para tal, basta fazer com que o foco quente seja a sala, T1, e o foco frio o exterior. É o princípio de funcionamento da bomba de calor, cuja utilização é mais vantajosa do que o aquecimento por resistência elétrica. Essa dupla função de produzir frio e calor é utilizada em modernos equipamentos de ar condicionado instalados nas residências.

O engenheiro francês Nicolas Léonard Sadi Carnot foi o primeiro a abordar o problema do desempenho de uma máquina térmica.

Em Espanha, todas as empresas que se dedicam a atividades relacionadas com máquinas de refrigeração e ar condicionado enquadram-se no conceito de refrigeração industrial e os profissionais que se dedicam a estas tarefas são denominados especialistas em refrigeração. [3]​.

Um eletroímã é uma espécie de ímã "Ímã (física)") em que o campo magnético é produzido pelo fluxo de uma corrente elétrica, desaparecendo assim que a referida corrente cessa. Foi inventado pelo eletricista britânico William Sturgeon em 1825. Sturgeon poderia regular seu eletroímã, o que marcou o início do uso de energia elétrica em máquinas úteis e controláveis, estabelecendo as bases para comunicações eletrônicas em grande escala.

O tipo mais simples de eletroímã é um pedaço de fio enrolado. Uma bobina em forma de tubo reto (semelhante a um parafuso) é chamada de solenóide, e quando também é curvada de modo que as extremidades coincidam, é chamada de toróide. Campos magnéticos muito mais fortes podem ser produzidos se um “núcleo” de material paramagnético ou ferromagnético (geralmente ferro macio) for colocado dentro da bobina. O núcleo concentra o campo magnético, que pode então ser muito mais forte que o da própria bobina.

A principal vantagem de um eletroímã sobre um ímã permanente é que o campo magnético pode ser rapidamente manipulado em uma ampla faixa, controlando a quantidade de corrente elétrica. No entanto, uma fonte contínua de energia elétrica é necessária para manter o campo. Em aplicações onde não é necessário um campo magnético variável, os ímãs permanentes são frequentemente superiores. Além disso, estes podem ser fabricados para produzir campos magnéticos mais fortes do que eletroímãs de tamanho semelhante.

Os eletroímãs são usados ​​em muitas situações onde é necessário um campo magnético que varia rápida ou facilmente. Muitas dessas aplicações envolvem a deflexão de feixes de partículas carregadas"), como nos casos do tubo de raios catódicos e do espectrômetro de massa.

Os eletroímãs são os componentes essenciais de muitos interruptores, sendo utilizados em freios e embreagens eletromagnéticas de automóveis. Em alguns bondes, os freios eletromagnéticos são fixados diretamente nos trilhos. Eletroímãs muito poderosos são usados ​​em guindastes para levantar blocos pesados ​​de ferro e aço, bem como contêineres, e para separar metais magneticamente em ferros-velhos e centros de reciclagem. Os trens de levitação magnética usam eletroímãs poderosos para flutuar sem tocar nos trilhos e, assim, serem capazes de viajar em altas velocidades. Alguns trens utilizam forças atrativas, enquanto outros utilizam forças repulsivas.

Eletroímãs são usados ​​em motores elétricos rotativos para produzir um campo magnético giratório") e em motores lineares para produzir um campo magnético móvel que aciona a armadura&action=edit&redlink=1 "Armadura (eletricidade) (ainda não escrita)"). Embora a prata seja o melhor condutor de eletricidade, o cobre é o material mais usado devido ao seu baixo custo. O alumínio às vezes é usado para reduzir peso.

Calcular a força sobre materiais ferromagnéticos é, em geral, bastante complexo. Isto se deve às linhas de campo de contorno e às geometrias complexas. Pode ser simulado usando análise de elementos finitos. Contudo, é possível estimar a força máxima sob condições específicas. Se o campo magnético estiver confinado num material altamente permeável, como é o caso de certas ligas de aço, a força máxima é dada por:.

onde:.

A área da química que estuda a conversão entre energia elétrica e energia química é a eletroquímica. Os processos eletroquímicos são reações redox onde a energia liberada por uma reação espontânea é transformada em eletricidade, ou a eletricidade é usada para induzir uma reação química não espontânea. Este último processo é conhecido como eletrólise.

A palavra eletrólise vem de dois radicais: electro que se refere à eletricidade, e lysis, que significa ruptura. A eletrólise consiste na decomposição por meio de uma corrente elétrica de substâncias ionizadas chamadas eletrólitos. Por exemplo, na eletrólise da água, são liberados oxigênio (O) e hidrogênio (H).

As reações químicas ocorrem na interface de um condutor elétrico (chamado eletrodo, que pode ser um metal ou semicondutor) e um condutor iônico (o eletrólito), que pode ser uma solução e, em alguns casos especiais, um sólido. Se uma reação química for conduzida por uma tensão aplicada externamente, ela será chamada de eletrólise. Porém, se a tensão ou queda de potencial elétrico for criada como consequência da reação química, ela é conhecida como "acumulador de energia elétrica", também chamada de bateria ou célula galvânica.

No final do século (Ilustração), o anatomista e médico italiano Luigi Galvani marcou o nascimento da eletroquímica de forma científica ao descobrir que quando a eletricidade passava pelas pernas de um sapo morto elas se contraíam, e ao tocar ambas as extremidades dos nervos usando o mesmo bisturi mas descarregado nada acontecia. Posteriormente, a fabricação da primeira bateria dos tempos modernos foi realizada por Alessandro Volta. Em meados do século, a modelagem e o estudo da eletroquímica foram esclarecidos por Michael Faraday (leis da eletrólise) e John Daniell (célula dependente apenas de íons metálicos zinco-cobre). A partir do século 19, a eletroquímica permitiu a descoberta da carga do elétron por Millikan e o estabelecimento da moderna teoria dos ácidos e bases de Brønsted. Essas contribuições permitiram que a eletroquímica fosse relacionada hoje (2008) a tópicos tão diversos que vão desde a eletroquímica quântica de Revaz Dogonadze ou Rudolph A. Marcus, até células fotovoltaicas e quimioluminescência.[5]​.

Uma válvula solenóide é um dispositivo projetado para controlar o fluxo de um fluido através de um conduíte, como um tubo. É muito utilizado em circuitos hidráulicos e pneumáticos de máquinas e instalações industriais.

Uma válvula solenóide possui duas partes fundamentais: o solenóide e a válvula. O solenóide converte energia elétrica em energia mecânica para acionar a válvula.

Existem vários tipos de válvulas solenóides. Em algumas válvulas solenóides o solenóide atua diretamente na válvula, fornecendo toda a energia necessária para o seu movimento. É comum que a válvula se mantenha fechada pela ação de uma mola e que o solenóide a abra vencendo a força da mola.

Também é possível construir válvulas solenóides biestáveis ​​que utilizam um solenóide para abrir a válvula e outro para fechar ou um único solenóide que abre com um impulso e fecha com o seguinte.

As válvulas solenóides podem ser fechadas em repouso ou normalmente fechadas o que significa que quando a fonte de alimentação falha elas permanecem fechadas ou podem ser abertas em repouso ou normalmente abertas que permanecem abertas quando não há fonte de alimentação.

Existem válvulas solenóides que, em vez de abrir e fechar, o que fazem é bifurcar ou dividir a entrada entre duas saídas. Estes tipos de válvulas solenóides são frequentemente utilizados em sistemas de aquecimento por zonas, permitindo que várias zonas sejam aquecidas de forma independente, utilizando uma única bomba de circulação.

Em outro tipo de válvula solenóide, o solenóide não controla a válvula diretamente, mas sim o solenóide controla uma válvula piloto secundária e a energia para operar a válvula principal é fornecida pela pressão do próprio fluido.[6]​.

Iluminação ou iluminação pública é a ação ou efeito de iluminar vias públicas, monumentos, rodovias, aeroportos, recintos esportivos, etc., utilizando energia elétrica, bem como a iluminação de residências e principalmente locais de trabalho quando as condições de luz natural não proporcionam visibilidade adequada.

Em tecnologia, refere-se ao conjunto de lâmpadas, lâmpadas incandescentes, focos “Focus (iluminação)”, tubos fluorescentes, entre outros, que são instalados para produzir a iluminação necessária, tanto a nível prático como decorativo. O objectivo da iluminação é, antes de mais, atingir um nível de iluminação, ou iluminância, adequado à utilização pretendida do espaço iluminado, cujo nível dependerá da tarefa que os utilizadores terão de realizar.

A iluminação nos locais de trabalho deve evitar a ocorrência de fadiga visual"), que é causada se os locais de trabalho e as vias de tráfego não tiverem iluminação suficiente, seja natural ou artificial, adequada e suficiente à noite e quando a luz natural não for suficiente.[7]​.

Os locais, locais de trabalho e vias de circulação onde os trabalhadores estejam particularmente expostos a riscos em caso de falha da iluminação artificial devem dispor de iluminação de segurança com intensidade e duração suficientes. A má iluminação causa cansaço visual nos olhos, prejudica o sistema nervoso, degrada a qualidade do trabalho e é responsável por boa parte dos acidentes de trabalho.

Fotometria "Fotometria (óptica)") é a ciência responsável por medir a luz como o brilho percebido pelo olho humano. Ou seja, estuda a capacidade da radiação eletromagnética em estimular o sistema visual. Nesta área, iluminância é a quantidade de fluxo luminoso emitido por uma fonte de luz que atinge, passa ou emerge de uma superfície por unidade de área. Sua unidade de medida no Sistema Internacional de Unidades é Lux: 1 Lux = 1 Lumen/m².

Em geral, a iluminância é definida de acordo com a seguinte expressão:

onde:.

A tabela a seguir mostra as principais grandezas fotométricas, sua unidade de medida e a grandeza radiométrica associada:

A candela é uma unidade básica do SI. As unidades fotométricas restantes podem ser derivadas de unidades básicas.

O físico britânico James Prescott Joule descobriu na década de 1860 que se uma corrente elétrica circular em um condutor, parte da energia cinética dos elétrons é transformada em calor devido à colisão que sofrem com as moléculas do condutor por onde circulam, elevando sua temperatura. Este efeito é conhecido como efeito Joule em homenagem ao seu descobridor. Este efeito foi definido da seguinte forma: “A quantidade de energia térmica produzida por uma corrente elétrica depende diretamente do quadrado da intensidade da corrente, do tempo que ela circula pelo condutor e da resistência que ela opõe à passagem da corrente”. Matematicamente é expresso como.

onde.

Assim, a potência dissipada pelo efeito Joule será:

onde V é a diferença de potencial entre as extremidades do condutor.

Microscopicamente, o efeito Joule é calculado através da integral de volume do campo elétrico vezes a densidade de corrente:.

A resistência é o componente que transforma energia elétrica em energia térmica. Este efeito é a base para o funcionamento de diversos eletrodomésticos que aproveitam o calor no seu desempenho - braseiros, torradeiras, secadores de cabelo, aquecedores, etc. - e alguns dispositivos de utilização industrial - ferros de soldar, fornos industriais, etc. No entanto, na maioria das aplicações de eletricidade é um efeito indesejado e a razão pela qual os dispositivos elétricos e eletrónicos necessitam de um ventilador para dissipar o calor gerado e evitar o aquecimento excessivo dos diferentes dispositivos.[8]​.

Uma das inovações mais importantes e transcendentais na produção de todos os tipos de objetos na segunda metade do século foi a incorporação de robôs, autômatos programáveis ​​e máquinas guiadas por Controle Numérico Computadorizado (CNC) em cadeias de produção e máquinas, principalmente em tarefas relacionadas à manipulação, transferência de objetos, processos de usinagem e soldagem. Estas inovações tecnológicas têm sido viáveis, entre outras coisas, devido ao projeto e construção de novas gerações de motores elétricos de corrente contínua controlados por sinais eletrônicos de entrada e saída e à rotação que podem ter nos dois sentidos, bem como à variação de sua velocidade, de acordo com as instruções contidas no programa de computador que os controla. Três tipos de motores elétricos são usados nessas máquinas: motores de passo, servomotores ou motores codificadores) e motores lineares.[9]​

A robótica é um ramo da tecnologia que estuda o projeto e construção de máquinas capazes de realizar tarefas repetitivas, tarefas que exigem alta precisão, tarefas perigosas para o ser humano ou tarefas que não podem ser executadas sem a intervenção de uma máquina. As ciências e tecnologias em que se baseia são, entre outras, álgebra, autômatos programáveis, máquinas de estado, mecânica, eletrônica e computação.

Um robô é definido como uma entidade feita pelo homem e uma conexão de feedback inteligente entre sentido e ação direta sob o controle de um computador previamente programado com as tarefas que deve realizar. As ações desses tipos de robôs são geralmente realizadas por motores ou atuadores que movem membros ou impulsionam o robô. Por volta de 1942, Isaac Asimov dá uma versão humanizada através de sua conhecida série de contos, nos quais introduz pela primeira vez o termo robótica no sentido de uma disciplina científica responsável pela construção e programação de robôs. Além disso, este autor sugere que as ações realizadas por um robô devem ser direcionadas por uma série de regras morais, chamadas de Três Leis da Robótica.[10]​.

Os robôs são usados ​​hoje (2008) para realizar tarefas sujas, perigosas, difíceis, repetitivas ou enfadonhas para os humanos. Isso geralmente assume a forma de um robô industrial usado em linhas de produção. Outras aplicações incluem limpeza de resíduos tóxicos, exploração espacial, mineração, busca e resgate humano e localização de minas terrestres. A manufatura continua a ser o principal mercado onde os robôs são utilizados. Em particular, os robôs articulados (semelhantes em capacidade de movimento a um braço humano) são os mais utilizados. As aplicações incluem soldagem, pintura e carregamento de máquinas. A indústria automotiva tirou grande proveito desta nova tecnologia onde os robôs foram programados para substituir o trabalho dos humanos em muitas tarefas repetitivas. Recentemente, foi feito um avanço em robôs dedicados à medicina que utilizam robôs de última geração em procedimentos cirúrgicos minimamente invasivos. A automação laboratorial também é uma área em crescimento. Os robôs continuam a ficar mais baratos e menores em tamanho, graças à miniaturização dos componentes eletrônicos utilizados para controlá-los. Além disso, muitos robôs são projetados em simuladores muito antes de serem construídos e interagirem com ambientes físicos reais.

Chama-se sinalização de segurança ao conjunto de sinalização que, referindo-se a um determinado objeto, atividade ou situação, fornece uma indicação ou uma obrigação relativa à segurança ou saúde no trabalho por meio de uma sinalização em forma de painel, uma cor, um sinal luminoso ou acústico, uma comunicação verbal ou um sinal gestual, conforme o caso.[11]​.

Existem dois tipos de sinais luminosos: os que agem de forma intermitente e os que agem continuamente. Os sinais luminosos possuem o seguinte código de cores:.

Quando for utilizado sinal luminoso intermitente, a duração e frequência dos flashes devem permitir a correta identificação da mensagem, evitando que esta seja percebida como contínua ou confundida com outros sinais luminosos.

Um semáforo é um dispositivo elétrico que regula o tráfego de veículos e pedestres em cruzamentos de vias urbanas que suportam muito tráfego. Os semáforos também são usados ​​nos trilhos dos trens para regular o tráfego do comboio nos trilhos. O tipo mais comum possui três luzes coloridas:

Foi em 1914 que foi instalado o primeiro semáforo elétrico em Cleveland (Estados Unidos). Possuía luzes vermelhas e verdes, colocadas em suportes em forma de braço, e também incorporava campainha.

Os semáforos evoluíram ao longo do tempo e atualmente (2008) as lâmpadas LED estão a ser utilizadas para sinalização luminosa, uma vez que as lâmpadas LED utilizam apenas 10% da energia consumida pelas lâmpadas incandescentes, têm uma vida útil estimada 50 vezes superior, e por isso geram poupanças significativas de energia e manutenção, satisfazendo o objetivo de alcançar maior fiabilidade e segurança pública.

A óptica do LED é composta por placa de circuito impresso, policarbonato protetor, tampa de rosca E-27, todos estes elementos integrados sobre um suporte cônico.

O uso doméstico de eletricidade refere-se ao seu uso nas residências. Os principais usos são iluminação, eletrodomésticos, aquecimento e ar condicionado. Estão a ser realizadas investigações para produzir aparelhos eléctricos com a maior eficiência energética possível, assim como é necessário melhorar o condicionamento das habitações em termos de isolamento do exterior para reduzir o consumo de electricidade na utilização de aquecimento ou ar condicionado, que são os aparelhos com maior consumo eléctrico.

São chamados de eletrodomésticos todas as máquinas ou aparelhos elétricos que realizam tarefas domésticas rotineiras, como cozinhar, conservar alimentos ou limpar, tanto para uma residência quanto para instituições, empresas ou indústrias. Os eletrodomésticos são comercialmente classificados em três grupos:

Nos países da União Europeia, os fabricantes de eletrodomésticos são obrigados a rotular os seus produtos com a chamada etiqueta energética"), de forma a contribuir para a poupança de energia e a preservação do ambiente.

A etiqueta energética é uma ferramenta informativa que indica a quantidade de energia consumida por um eletrodoméstico e a eficiência com que utiliza essa energia, além de outros dados complementares sobre o eletrodoméstico. Existem sete tipos de etiquetas energéticas que são classificadas, dependendo do consumo elétrico, em diferentes cores e com letras do alfabeto de A (mais eficiente) a G (menos eficiente). Desta forma, os utilizadores podem avaliar e comparar o desempenho energético de diferentes modelos do mesmo tipo de eletrodoméstico no momento da compra. As comparações só podem ser feitas entre aparelhos do mesmo tipo. Por exemplo, o consumo eléctrico de uma máquina de lavar roupa de classe A não é comparável ao de uma máquina de lavar loiça da mesma classe, mas é comparável ao de outra máquina de lavar roupa de classe C.

A etiqueta deve estar sempre visível no dispositivo exposto. Nos casos de vendas por catálogo, pela Internet ou por qualquer outro meio em que o consumidor não possa ver pessoalmente os aparelhos, deverá também constar o desempenho energético descrito na etiqueta.

Os eletrodomésticos que, de acordo com a regulamentação da União Europeia, devem ostentar etiqueta energética são os seguintes: frigoríficos, congeladores e aparelhos combinados, máquinas de lavar, secar e lavar-secar, máquinas de lavar loiça, fontes de luz, aparelhos de ar condicionado, fornos elétricos, esquentadores e outros aparelhos que armazenam água quente.[12]​.

Os principais consumidores de energia elétrica são as indústrias, destacando-se aquelas que possuem grandes fornos elétricos instalados em seus processos produtivos, como siderúrgicas, cimenteiras, cerâmicas e químicas. Os processos de eletrólise (produção de cloro e alumínio) e as usinas de dessalinização de água do mar também são grandes consumidores.

Em alguns países, por exemplo Espanha, existem contratos especiais de fornecimento com estes grandes consumidores de eletricidade, aos quais é concedida uma tarifa muito baixa em troca da possibilidade de cortar o seu fornecimento de eletricidade (o que os obriga a uma paragem técnica), quando as previsões meteorológicas prevêem ondas de calor ou ondas de frio intenso, para evitar a saturação do fornecimento devido ao elevado consumo doméstico de ar condicionado ou aquecimento. Esses grandes consumidores também operam seus fornos mais potentes à noite, quando a tarifa de energia elétrica é mais baixa. No caso espanhol, a utilização destas tarifas especiais poderia ser proibida pela Comissão Europeia, considerando-as incentivos injustos à custa de outros utilizadores de electricidade.[13]​.

As indústrias também consomem eletricidade para fornecer iluminação elétrica quando a iluminação natural não é possível, a fim de evitar a "fadiga ocular" dos trabalhadores, que ocorre se os locais de trabalho e vias de tráfego não têm iluminação suficiente, adequada e suficiente à noite.[14]​.

Outro campo geral de consumo elétrico nas empresas é aquele dedicado ao acionamento de máquinas de ar condicionado e aquecimento. O consumo de electricidade neste capítulo pode ser muito elevado se as instalações não forem construídas de acordo com princípios ecológicos de poupança de energia.

Da mesma forma, a eletricidade utilizada em diversos tipos de soldagem elétrica, processos de eletrólise, fornos elétricos industriais utilizados nas mais diversas tarefas, entre outras, é de uso industrial.

Um campo sensível do uso de energia elétrica em empresas ou instituições é o fornecimento de energia permanente e de tensão constante que as instalações informáticas devem ter, pois uma queda imprevista de energia pode prejudicar o trabalho que está sendo realizado no momento da interrupção. Para evitar esses danos, existem dispositivos de emergência que amenizam momentaneamente a ausência de fornecimento de energia elétrica na rede.

A eletricidade desempenha um papel determinante no funcionamento de todos os tipos de veículos que funcionam com motores de combustão interna. Para produzir a eletricidade que estes veículos necessitam para o seu funcionamento, incorporam um pequeno alternador que é acionado por uma polia de transmissão proveniente do virabrequim do motor. Possuem também uma bateria que serve como reserva de energia elétrica para que seja possível dar partida no motor quando ele estiver parado, acionando o motor de partida. Os componentes elétricos mais importantes de um veículo de transporte são os seguintes: alternador, bateria, equipamentos de iluminação, equipamentos de ignição, motor de partida, equipamentos de sinalização e emergência, instrumentos de controle, entre outros.

A substituição dos motores de combustão interna por motores elétricos é uma questão ainda não resolvida, principalmente devido à baixa capacidade das baterias e ao lento processo de carregamento, bem como à sua limitada autonomia. Avanços estão sendo feitos no lançamento de carros híbridos com duplo sistema operacional: um motor de combustão térmica que carrega acumuladores e motores elétricos que acionam a tração nas rodas.

Um campo onde a aplicação de máquinas elétricas tem sido completamente bem-sucedida é a operação de ferrovias.

O processo de eletrificação foi desenvolvido em duas fases. A primeira foi a substituição das locomotivas que utilizavam carvão pelas chamadas locomotivas a diesel que utilizavam diesel. As locomotivas diesel-elétricas consistem basicamente em dois componentes, um motor diesel que aciona um gerador elétrico e vários motores elétricos (conhecidos como motores de tração) que comunicam às rodas a força de tração que move a locomotiva. Os motores de tração são alimentados por corrente elétrica e depois, por meio de engrenagens, acionam as rodas.

A introdução das locomotivas elétricas diretas constituiu um importante avanço tecnológico. Locomotivas elétricas são aquelas que utilizam energia elétrica de fonte externa como fonte de energia, para aplicá-la diretamente em motores elétricos de tração. Essas locomotivas exigem a instalação de cabos de energia ao longo de todo o percurso, que ficam localizados em altura acima dos trens para evitar acidentes. Esta instalação é conhecida como catenária "Catenária (ferroviária)"). As locomotivas recebem eletricidade por meio de um carrinho, que na maioria das vezes tem o formato de um pantógrafo e é conhecido como tal. Na década de 1980, foram integrados motores assíncronos como propulsores de veículos elétricos ferroviários e surgiram sistemas de regulação eletrónica de potência, dando suporte definitivo à escolha deste tipo de tração pelas empresas ferroviárias. O marco dos trens elétricos são os chamados trens de alta velocidade, cujo desenvolvimento tem sido o seguinte:

Apesar do desenvolvimento de locomotivas elétricas diretas, as locomotivas a diesel continuam a ser utilizadas em grandes áreas do planeta.

Em 8 de novembro de 1895, o físico alemão Wilhelm Conrad Röntgen descobriu que quando elétrons que se movem em alta velocidade colidem com a matéria, eles dão origem a uma forma de radiação altamente penetrante. Essa radiação foi chamada de radiação X e sua descoberta é considerada uma das mais extraordinárias na ciência da sinalização e emergência, instrumentos de controle, entre outras.

As salas de cirurgia e as unidades de reabilitação e cuidados intensivos (UCI) ou (UCI) foram equipadas com equipamentos eletrónicos e informáticos de alta tecnologia. A radioterapia usa radiação ionizante para tratar o câncer.

Recentemente, foi feito um avanço em robôs dedicados à medicina que utilizam robôs de última geração em procedimentos cirúrgicos minimamente invasivos. A automação laboratorial também é uma área em crescimento. Os robôs continuam a ficar mais baratos e menores em tamanho, graças à miniaturização dos componentes eletrônicos utilizados para controlá-los. Além disso, muitos robôs são projetados em simuladores muito antes de serem construídos e interagirem com ambientes físicos reais.

Finalmente, a eletricidade permitiu melhorar os instrumentos e técnicas de análises clínicas, por exemplo através de microscópios eletrónicos de alta resolução.